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行业新闻

化学生看《石纪元》:它并不荒诞反而浪漫十足

发布日期:2020-04-10 10:28 浏览次数:

1895年,化学家阿尔福雷德·诺贝尔在自己弥留之际立下遗嘱:“在我死后,请将全部财产设为基金,每年用这个基金的利息作为奖金,奖励那些在前一年为人类做出最大贡献的人。”

一百多年来,诺贝尔奖见证了人类科学事业的蓬勃发展。自1901年正式颁发诺贝尔奖起,无数终其一生勇攀科学高峰的科学家们先后获得了诺奖这一殊荣。118年来,从瑞典首都斯德哥尔摩传来的科学的光,照亮了人类璀璨的今天。

10月9日,今年的诺贝尔化学奖正式揭晓。不过与往年不同,今年的诺贝尔化学奖可算是“久违”地给到了化学家的手上,奖励在锂电池研究领域作出杰出贡献的Goodenough、Whittingham、Yoshino三人。

不过,说到化学,不少人却对它有着不小的误解,甚至“化学有害论”依旧有着不少的信徒。我想,要是穷尽一生普及科学发明、便利人类生活的诺贝尔还能在世,兴许也会仰天长叹,痛惜信谣者的愚昧无知吧。

说来也巧,与我们隔海相望的日本中,就有着一位想用漫画揭露科学“神秘面纱”的漫画家稻垣理一郎。

他用天马行空的想象力与对科学的喜爱创作了一部科幻搞笑漫画作品——《石纪元》,而这部作品里也包含了各种各样的化学知识。

在这个人类全体石化、文明回归原始的时代,化学又能为我们做些什么?在诺奖颁布之际我们不妨严肃一波,看看这部夹着热血与浪漫的少年漫画到底蕴藏着哪些奇妙的化学知识。

现代互联网的发展,离不开电镀工业与半导体芯片,而在工业生产中,有一类试剂必不可少,那就是——工业腐蚀剂。

《石纪元》动画第一话中出现的“奇迹之水”——硝酸酒精溶液,其实就是最常用的工业腐蚀剂之一,原理则是利用了硝酸的酸性和氧化性。

动画中,千空利用从蝙蝠粪便收集到的硝酸(其实硝酸盐更多)与从自己酿造的葡萄酒中提纯的酒精,混合制得硝酸酒精溶液(动画中的配比为硝酸:酒精=30:70)。最后滴在“神秘”的石化像上,成功解除了石化。

不过,动画中用硝酸酒精溶液解除“神秘石化”的原理可就有些玄乎了,毕竟现实中是不会和“石头”发生什么反应的。动画中,千空也承认了这点——解除石化的原理尚未清晰,也许原作者当初是通过合金发生金相腐蚀时出现的金相裂纹,而临时找到的创作灵感吧。

肥皂的制作工艺倒也是有趣,作为对抗污垢的利器,它的主要原料却是油脂,可谓解铃还须系铃人了(笑)

有说法称,4000年前,在古希腊的一个小岛上,人们就偶然发现了木材的灰烬竟能和动物脂肪生成一种肥皂状的黄色物质,并且用这种物质洗涤衣服可以更加干净。然而直到1823时,法国科学家Eugène Chevreul才发现了它的水解本质。

在《石纪元》动画的第二话中,千空通过采集的贝壳得到了碳酸钙(CaCO3),之后经过煅烧得到生石灰(CaO),而生石灰后续也可以制得熟石灰(Ca(OH)2)。最后,将熟石灰、碳酸钠、油脂混合加热,即可发生皂化反应(加成消除反应)生成高级脂肪酸钠,再经析出、过滤、干燥等制成肥皂。

肥皂在古代的意义巨大,除却中医能医治的疾病以外,肥皂则接替了更为重要的疾病预防工作,不仅能杀菌,还能去污、添香。

动画第四话中,千空为制造能抵御司的武器,采集了火山上的硫磺,与木炭、第一话中收集到的硝酸钾磨细混合,最后得到黑火药。

火药则是中国古代的四大发明之一,距今已有一千多年历史。在古代,火药因硫磺与硝酸钾的配比组成不同而各有用途,比如制造烟花、烟幕,以及作为军事用途的**,而其中比较接近后世黑火药的配比为硝酸钾占3/4(质量比)。

作为武器,火药的诞生并没有严格的对错。中国的火药推动了世界历史的进程,不仅加快了封建制度的更替,还是宗教改革、欧洲文艺复兴的支柱之一。

古代的金属装饰工艺有很多,而中国古代八大金工艺之一的鎏金工艺则是古代非常流行的传统金属装饰工艺,始于战国时期,至今也仍在民间流行。

动画的第七话中,千空为成功进村,将砂金与水银加热混合,然后将金狼的枪放入溶液中,最后加热得到金光闪闪的“金枪”,以此来贿赂金狼,而这一过程其实就是鎏金工艺。

传统的工艺步骤与动画的简易表现自然有很大的区别,然而万变不离其宗,原理都是利用金与汞加热形成“金汞齐”,最后涂于物件上,加热便可蒸去水银,从而固定金。汞有剧毒,动画中还有趣地提到让金狼不要吸入蒸发的气体,可以说是很“寓教于乐”了。

鎏金工艺的盛行给我们带来了许多富丽堂皇的艺术品,在电镀早已取代鎏金工艺的今天,重新品味一下古代工匠们的鬼斧神工,也许也是对传统文化的最好支持。

说到人类历史发展的时代划分,铁器时代必然是其中极为重要的一节,人类在逐渐掌握了青铜冶炼的工艺后,自然要朝着炼铁进发。

现代的钢铁冶炼工艺主要为高炉炼铁,利用焦炭在高温条件下生成的一氧化碳(CO),还原铁矿石(Fe2O3或者Fe3O4等)得到铁。炼铁工艺的要求十分高,不仅对风速(反应温度)有要求,炉高、炉型等也对生产有着极大影响。

动画第八话,其实就是对人力鼓风炼铁的否定,反应温度远远不够(虽然最后加了人手还是搞定了ww)。炼铁结束后,千空将炼制的铁放在高处,经过雷击最后得到了强力磁石,也因此在动画的第九话「手握科学的明灯」末尾,给我们献上了一幕“夜幕中的电灯”的温馨画面。

老实说,在动画的十一话前,我一直觉得《石纪元》只是个卖弄化学反应机理,不考虑反应限度、速度、纯度的搞笑娱乐动画。直到看见了十一话中,千空制造出了眼镜,为近视人群带来了清晰的世界,我才猛地发现了这部动画纯质的魅力——科学为人类带来幸福。

第十一话里,千空带着小队从花岗岩地形中采得了硅砂(主要成分为二氧化硅),后续经过研细,与碳酸钙、碳酸钠混合后加热融化,最后添加氧化铅,制成铅玻璃(便于加工且美观)。

成型的玻璃再经过加工打磨即可变为有曲率的凹透镜——近视眼镜,而眼镜的诞生,也让无数人重见清晰的世界。

《石纪元》是一部少见的以“重建科学文明”为中心的趣味科幻动画,它抛弃了生硬难啃的填鸭式知识输出,取而代之的是以夸张的手法表现了科学的魅力。

单论“科普”, 其实日本动画中的佼佼者并不在少数,不仅有同为科学知识的《工作细胞》,还有与文化相关的科普作品《昭和元禄落语心中》、《花牌情缘》,当然算上与登山有关的《向山进发》、与露营有关的《摇曳露营》等等那可就数不胜数了。

然而,《石纪元》之所以能被众人认可,成为“JUMP新四大天王”之一,我想,是因为动画中满溢而出的“浪漫”。它是“种田文”剧情,可它有着对人类科学文明深深的热忱;它是科学“幻想”,可它比绝大部分科幻作品都尊重科学。

这是一部热血与搞笑兼备,严谨与趣味兼得的优秀作品。如今,不妨借着诺贝尔化学奖颁发的热潮,去见见他诗意浪漫的一面,去看看那些身边无处不在的科学!

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